กาลิเลโอ การค้นพบสำคัญทางดาราศาสตร์

กาลิเลโอ การค้นพบสำคัญทางดาราศาสตร์ กาลิเลโอเริ่มสนใจดาราศาสตร์ตั้งแต่ปี 1608 เมื่อได้อ่านหนังสือ On the Revolutions of the Heavenly Spheres ของนิโคลัส โคเปอร์นิคัส (Nicolaus Copernicus) ที่เขียนไว้ราว 65 ปีก่อนหน้านั้น หนังสือเล่มนี้เป็นหนังสือต้องห้าม ห้ามเผยแพร่ ห้ามอ่าน ห้ามใช้เรียนใช้สอนอย่างเด็ดขาดเพราะสถาบันศาสนาแห่งวาติกันมีความเห็นว่าเนื้อหาในหนังสือเล่มนี้ขัดแย้งและจาบจ้วงคำสอนในคัมภีร์ไบเบิลอันศักดิ์สิทธิ์

กาลิเลโอ การค้นพบสำคัญทางดาราศาสตร์ โลกของชาวคริสเตียนในสมัยนั้นผู้ที่ได้รับการศึกษาส่วนใหญ่เชื่อคล้อยตามระบบโลกเป็นศูนย์กลางของจักรวาลตามแนวคิดของอริสโตเติลและแบบจำลองของปโตเลมี โลกอยู่นิ่งไม่เคลื่อนที่ ดวงอาทิตย์ ดวงดาว และวัตถุบนท้องฟ้าทั้งหมดโคจรรอบโลก คัมภีร์ไบเบิลพันธสัญญาเดิมกล่าวถึงโครงสร้างของจักรวาลตามระบบโลกเป็นศูนย์กลางเช่นกัน แต่โคเปอร์นิคัสได้เสนอทฤษฎีใหม่ว่าดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางของจักรวาล โลกและดาวอื่นๆโคจรรอบดวงอาทิตย์

เมื่อกาลิเลโอใช้กล้องโทรทรรศน์ที่เขาประดิษฐ์ขึ้นเองส่องดูดวงจันทร์และดวงดาวต่างๆทำให้เขาได้พบกับความจริงของธรรมชาติและปรากฏการณ์บนท้องฟ้าที่ไม่เคยมีมนุษย์คนใดในประวัติศาสตร์เคยเห็นหรือเคยรู้มาก่อน และนี่ก็คือการปฏิวัติครั้งยิ่งใหญ่ครั้งหนึ่งในประวัติดาราศาสตร์ เริ่มจากปลายปี 1609 กาลิเลโอพบว่าดวงจันทร์ไม่ได้กลมเกลี้ยงผิวราบเรียบอย่างที่ผู้คนเชื่อถือกันมานานนม เขาสังเกตเห็นเงาที่ทอดยาวที่บ่งชี้ว่าของดวงจันทร์ประกอบด้วยภูเขา หุบเหว และหลุมบ่อ มีผิวตะปุ่มตะป่ำคล้ายกับโลก

เดือนมกราคม 1610 กาลิเลโอพบจุดสว่างเล็กๆ 3 จุดใกล้ดาวพฤหัสบดีและได้ติดตามสังเกตการเคลื่อนย้ายเปลี่ยนแปลงจนสรุปได้ว่าทั้งสามเป็นดวงจันทร์บริวารที่โคจรรอบดาวพฤหัสบดี ดวงจันทร์ทั้งสามคือ ไอโอ ยูโรปา และคัลลิสโต อีกไม่กี่วันต่อมาเขาก็ค้นพบดาวบริวารดวงที่สี่คือแกนีมีด

กาลิเลโอตั้งชื่อดาวบริวารทั้งสี่ที่เขาค้นพบว่าดาวเมดิเซียน (Medicean Stars) เพื่อเป็นเกียรติแก่ Cosimo II de’ Medici ผู้ดำรงตำแหน่งดยุคแห่งแคว้นทัสคานีกับน้องชายอีกสามคน แต่ต่อมานักดาราศาสตร์ได้ตั้งชื่อดวงจันทร์ทั้งสี่ใหม่เป็นดวงจันทร์กาลิเลียน (Galilean satellites) เพื่อเป็นเกียรติแก่กาลิเลโอผู้ค้นพบ กาลิเลโอยังติดตามสังเกตดาวกลุ่มนี้ต่อไปอีก 18 เดือนจนสามารถคำนวณคาบการโคจรรอบดาวพฤหัสบดีของพวกมันได้

หลังการค้นพบดาวบริวารของดาวพฤหัสบดีไม่นานนัก กาลิเลโอได้เรียบเรียงปรากฏการณ์ดาราศาสตร์ต่างๆที่เขาเห็นด้วยกล้องโทรทรรศน์เป็นหนังสือชื่อ Sidereus Nuncius เป็นภาษาอิตาลีเพื่อให้ชาวอิตาลีทั่วไปได้อ่านและเข้าใจ หนังสือได้รับการตีพิมพ์เผยแพร่ไปทั่วยุโรปทำให้กาลิเลโอกลายเป็นคนมีชื่อเสียง

หนังสือเล่มนี้ได้เปิดโลกใหม่ให้ชาวโลกทุกคนได้สำรวจ หลังจากที่โคลัมบัสได้พบทวีปอเมริกาเมื่อ 118 ปีก่อน แต่สิ่งที่กาลิเลโอค้นพบขัดแย้งกับแนวคิดพื้นฐานของจักรวาลของอริสโตเติล ระยะแรกนักดาราศาสตร์และนักปรัชญาจำนวนมากจึงไม่ยอมเชื่อ จนกระทั่งในปี 1611 Christopher Clavius นักดาราศาสตร์ชาวเยอรมันได้ยืนยันว่ามันเป็นเรื่องจริง กาลิเลโอจึงกลายเป็นวีรบุรุษ

ค้นพบหลักฐานล้มล้างความเชื่อ 2,000 ปี

เดือนมิถุนายน 1610 กาลิเลโอลาออกจากมหาวิทยาลัยปาดัวเพื่อไปดำรงตำแหน่งศาสตราจารย์คณิตศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยปิซาในฐานะนักคณิตศาสตร์และนักปรัชญาของดยุคแห่งแคว้นทัสคานี (ไม่ต้องทำงานสอนหนังสือ)

ตั้งแต่เดือนกันยายน 1610 กาลิเลโอสังเกตเห็นข้างขึ้นและข้างแรมของดาวศุกร์ในทำนองเดียวกับดวงจันทร์ของโลก เขารู้สึกตื่นเต้นมากเพราะนี่เป็นหลักฐานชิ้นสำคัญที่แสดงว่าดาวศุกร์โคจรรอบดวงอาทิตย์ ไม่ใช่รอบโลก ตามระบบโลกเป็นศูนย์กลางดาวศุกร์ซึ่งโคจรใกล้โลกมากกว่าดวงอาทิตย์เวลามองจากโลกจะเห็นเป็นเสี้ยวกับมืดสนิทเท่านั้น (ไม่มีทางเห็นสว่างเต็มดวง) แต่ดาวศุกร์ที่กาลิเลโอเห็นมีทั้งมืดสนิท เป็นเสี้ยว และสว่างเต็มดวง ซึ่งจะเห็นแบบนี้ได้ก็ต่อเมื่อโลกและดาวศุกร์ต่างก็โคจรรอบดวงอาทิตย์

โดยวงโคจรของดาวศุกร์อยู่ระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ ผลสังเกตการณ์นี้จึงสนับสนุนแนวคิดของโคเปอร์นิคัสและล้มล้างแบบจำลองจักรวาลของของปโตเลมีไปได้ นับเป็นผลงานทางดาราศาสตร์ที่สำคัญที่สุดของกาลิเลโอ

ปี 1612 กาลิเลโอสังเกตเห็นจุดดับ (sunspot) บนดวงอาทิตย์ เป็นคนแรกๆที่พบเรื่องนี้ แม้ว่าจะมีคนพบมาก่อนในปี 1607 แต่เข้าใจว่าเป็นดาวพุธโคจรตัดหน้าดวงอาทิตย์จึงไม่ติดตามดูต่อไป กาลิเลโอเห็นจุดดับขนาดใหญ่และเล็กปรากฏที่ผิวดวงอาทิตย์อย่างไม่สม่ำเสมอ และเคลื่อนที่ตามรอบเวลา การค้นพบจุดดับบนดวงอาทิตย์เป็นอีกปรากฏการณ์หนึ่งที่แสดงถึงความไม่สมบูรณ์แบบของสรวงสวรรค์และขัดแย้งกับความเชื่อดั้งเดิมของอริสโตเติล การเคลื่อนที่ของจุดดับบนดวงอาทิตย์ตามรอบเวลายังสนับสุนแนวคิดดวงอาทิตย์หมุนรอบตัวเอง

กาลิเลโอยังได้สังเกตการณ์ดาวเสาร์ด้วย ตอนแรกเขาเข้าใจผิดคิดว่าวงแหวนดาวเสาร์เป็นดาวเคราะห์ 2 ดวงที่บางครั้งก็หายไป เนื่องจากกล้องโทรทรรศน์ของกาลิเลโอยังมีประสิทธิภาพต่ำจึงทำให้เห็นวงแหวนเป็นดาวกลม ส่วนการที่ดาว 2 ดวงหายไปเป็นเพราะเวลาระนาบของวงแหวนรอบดาวเสาร์อยู่ในแนวสายตาคนบนโลกจึงไม่เห็นวงแหวน

กาลิเลโอเคยสังเกตการณ์ทางช้างเผือกซึ่งแต่เดิมเขาคิดว่าเป็นกลุ่มแก๊ส แต่เมื่อใช้กล้องโทรทรรศน์ส่องดูจึงพบว่าทางช้างเผือกอัดแน่นไปด้วยดาวฤกษ์จำนวนมาก หนาแน่นเสียจนเมื่อมองจากพื้นโลกแล้วเราเห็นมันเป็นเหมือนเมฆ กาลิเลโอเคยสังเกตพบดาวเนปจูนในปี 1612 แต่ไม่รู้ว่ามันเป็นดาวเคราะห์จึงไม่ได้ให้ความใส่ใจเป็นพิเศษ

การค้นพบทางดาราศาสตร์ของกาลิเลโอที่สนับสนุนแนวคิดดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางจักรวาลได้ก่อให้เกิดความขัดแย้งทางความคิดและการโต้เถียงกันในสังคม ปี 1616 กาลิเลโอจึงต้องเดินทางไปที่กรุงโรมเพื่อชี้แจงกับศาลศาสนา โดยเขาพยายามชี้ว่าเรื่องนี้ไม่ได้ขัดแย้งกับพระคัมภีร์เลย พระคัมภีร์เป็นคำสอนเกี่ยวกับความศรัทธาและศีลธรรม ไม่ใช่ตำราวิทยาศาสตร์ ไม่ควรแปลความจากพระคัมภีร์อย่างตรงตัว

แต่ไม่ได้ผลเพราะบรรดาพระคาร์ดินัลและนักบวชในโรมยังศรัทธาและยึดมั่นในคำสอนของอริสโตเติลอย่างแรงกล้า และยังโจมตีกาลิเลโอว่ากำลังทำลายสถาบันศาสนาด้วยการพยายามล้มล้างคำสอนทุกคำสอนที่มีในคัมภีร์ไบเบิล กาลิเลโอรอดพ้นจากโทษประหารแต่ได้รับคำสั่งไม่ให้เขาสนับสนุนและสอนแนวคิดโลกเคลื่อนที่ได้และดวงอาทิตย์อยู่นิ่ง เขาจึงต้องทำงานด้านวิทยาศาสตร์อย่างระมัดระวัง

ปี 1623 กาลิเลโอรื้อฟื้นโครงการเขียนหนังสือเกี่ยวกับประเด็นนี้ขึ้นมาอีก หลังจากที่พระคาร์ดินัล Barberini ได้รับเลือกให้เป็นพระสันตะปาปา Urban ที่ 8 Barberini เป็นสหายและนิยมยกย่องกาลิเลโออย่างสูง เขาเป็นผู้หนึ่งที่คัดค้านการตัดสินโทษประหารแก่กาลิเลโอเมื่อปี 1616 ในโอกาสที่ได้เข้าเฝ้าพระสันตะปาปาพระองค์ใหม่ที่กรุงโรมกาลิเลโอจึงทูลว่ากำลังเขียนหนังสือเรื่องการเปรียบเทียบเอกภพของปโตเลมีกับของโคเปอร์นิคัส พระสันตะปาปาทรงเสนอแนะให้กาลิเลโอเขียนอย่างเป็นกลาง ทรงขอให้กาลิเลโอแสดงข้อมูลทั้งส่วนที่สอดคล้องและคัดค้านแนวคิดดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางเอาไว้ในหนังสือ โดยให้ระมัดระวังมิให้แสดงความเห็นสนับสนุนแนวคิดนี้ และแล้วหนังสือ Dialogue Concerning the Two Chief World Systems ก็ได้รับการตีพิมพ์ในปี ค.ศ. 1632 ในภาษาอิตาลี

หนังสือ Dialogue ได้รับการต้อนรับจากผู้อ่านชาวอิตาลีอย่างอุ่นหนาฝาคั่ง ความนิยมชมชอบที่ประชาชนมีต่อกาลิเลโอทำให้บรรดาศัตรูของกาลิเลโอยิ่งโกรธแค้นมากจึงลุกฮืออีกครั้งหนึ่ง กล่าวหาว่ากาลิเลโอเขียนเนื้อหาในหนังสือ Dialogue โจมตีแนวคิดโลกเป็นศูนย์กลางจักรวาลของอริสโตเติลโดยตรง และสนับสนุนความคิดของโคเปอร์นิคัสอย่างชัดแจ้ง รวมทั้งเขียนเนื้อหาทำนองดูแคลนพระสันตะปาปาว่าโง่

กาลิเลโอจึงถูกเรียกตัวไปขึ้นศาลศาสนาอีกครั้งในปี 1633 ด้วยข้อหาเป็นคนลบหลู่ศาสนาและเป็นคนนอกรีต ถูกตัดสินจำคุก ต่อมาเขาถูกบังคับให้ยอมรับผิดและกล่าวคำขอโทษเพื่อแลกกับชีวิตอิสระ แต่ยังถูกควบคุมในบ้านหลังหนึ่งตลอดชีวิต ส่วนหนังสือ Dialogue กลายเป็นหนังสือต้องห้าม และยังห้ามเผยแพร่ผลงานทั้งหมดของกาลิเลโอ รวมทั้งผลงานที่เขาอาจจะเขียนในอนาคตด้วย

นักค้นคว้าวิจัยผู้ไม่เคยย่อท้อ

แม้จะถูกกักบริเวณแต่กาลิเลโอยังคงทำงานด้านวิทยาศาสตร์ต่อไปอย่างมุ่งมั่น เขาได้เขียนหนังสือชื่อ Two New Sciences โดยรวบรวมผลงานที่เขาได้ทำเอาไว้ตลอดช่วง 40 ปีก่อนหน้า ศาสตร์แขนงใหม่ทั้งสองที่เขาเสนอนี้ในปัจจุบันเรียกกันว่า จลนศาสตร์ (Kinematics) และ ความแข็งของวัตถุ (Strength of materials) หนังสือเล่มนี้ได้รับยกย่องอย่างสูงจากทั้งเซอร์ไอแซก นิวตัน และ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ในช่วงปั้นปลายของชีวิตกาลิเลโอตาบอดสนิททั้งสองข้าง (ส่วนหนึ่งน่าจะเป็นผลสืบเนื่องจากการสังเกตการณ์จุดดับบนดวงอาทิตย์) ต้องอยู่แต่ในบ้าน แต่กาลิเลโอก็ยังทำงานวิจัยต่อไปโดยให้ลูกศิษย์ทำการสังเกตและรายงานผลให้เขาวิเคราะห์

กาลิเลโอเสียชีวิตในปี 1642 รวมอายุ 77 ปี ท่านดยุคแห่งทัสคานี Ferdinado ที่ 2 ต้องการฝังร่างของเขาไว้ในมหาวิหาร Santa Croce และตั้งใจจะสร้างรูปปั้นหินอ่อนบนโลงศพเพื่อเป็นเกียรติแก่กาลิเลโอ แต่ไม่สำเร็จเพราะถูกคัดค้านจากพระสันตะปาปา Urban ที่ 8 ในที่สุดร่างของกาลิเลโอก็ถูกนำไปฝังที่ห้องเล็กๆทางปีกด้านใต้ของมหาวิหารโดยไม่มีพิธีใดๆ